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7200光年外:一個比太陽大21倍的黑洞,竟以95%光速自轉

2021-06-18由 窺探宇宙 發表于 歷史

2021年2月19日,一項新的研究表明,人類確認的第一個黑洞:

天鵝座X-1,其質量比之前大了50%,距離,也比之前更加遙遠

。並且新的測算結果還表明:

它的自轉速度,還達到了驚人的近光速!

7200光年外:一個比太陽大21倍的黑洞,竟以95%光速自轉

天鵝座x-1,黑洞和它的伴星

天鵝座x—1黑洞,是我們人類確認的第一個黑洞!

它的發現,最早可追至1964年

在1964年呢,位於新墨西哥州的白沙導彈基地,發射了一枚亞軌道火箭。在這個火箭之上搭載了一個被稱為蓋革計數器的裝置,這個裝置可以檢測來自地球之外的X射線輻射,X射線是僅次於伽馬射線的一種高能電磁輻射,它的形成往往需要很高的能量爆發。

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所以檢測到地球之外的X射線源,說明它可能是一個高能天體或者一次高能爆發事件。在這次探測中,計數器總計探測到了8個X射線源,而其中一個是位於天鵝座方位,於是它就被命名為了天鵝座X1。這個就是天鵝座X1的第一次發現,而懷疑它可能是一個黑洞呢,是從1971年開始!

7200光年外:一個比太陽大21倍的黑洞,竟以95%光速自轉

天鵝座方位的X射線源

在1971年,當人們在探測到天鵝座的X射線源之後,便對它的光源對應體進行了確認!但確認時卻發現,

天鵝座X1的光源對應體是一個發光的藍色O型恆星,這是一個質量比太陽大約20倍的藍超巨星,其編號為HD226868

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恆星 HD226868

可問題是,這樣的恆星其能量還不足以產生如此強烈的X射線。所以研究人員對這個X射線源充滿了疑惑,而之後的一項觀測更是讓天文學家感到了吃驚。

同年,當研究人員分析這個恆星的光譜時發現,

它的光譜存在多普勒效應

,也就是說,這個恆星在擺動,而造成擺動現象的解釋則是,它可能存在伴星!

伴星和這個恆星組成了一個雙星系統,雙星系統的存在使得它們繞共同的質點公轉

,公轉週期是5。6天,它們彼此非常靠近。

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雙星系統

但奇怪的是,我們卻看不見這個伴星,根據公轉軌道的引數,研究人員估算出了這個伴星的質量,其質量大約是在2。7倍到10倍太陽之間,再結合測量的X射線釋放的範圍,研究人員進一步確認了它的體積,它的體積很小,不會超過太陽,所以種種的跡象表明,

這個伴星是一個緻密的天體,中子星或者黑洞。

在1974年時,霍金和基普索恩,曾經就為天鵝座x1到底是一個黑洞還是中子星進行了一場較量,而這場較量最終是在1990年得出了結果。

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霍金和吉普索恩的賭注簽字

1990年,在取得大量的觀測資料之後,天文學家最終確定,這個緻密天體的質量,已超過奧本海默極限,這說明,

天鵝座x1,是一個黑洞和藍超巨星組成的雙星系統

,而並非中子星。黑洞和藍超巨星彼此相距0。2個天文單位,這個距離只有太陽和地球距離的五分之一,所以在如此近的距離之下,藍超巨星的物質則不斷地被黑洞吞噬,形成了一圈環繞黑洞的吸積盤,也正是因為吸積盤的存在才使得其釋放了強烈的X射線,從而被我們人類探測到。這個,就是天鵝座x1黑洞的確認。

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藍超巨星的物質被黑洞不斷吞噬

所以呢,從1964年的發現,到1990年的確認,我們差不多用了26年的時間。

可儘管天鵝座x1是我們人類確認的第一個黑洞, 但我們對它的具體數值,卻一直無法精確的測量。所以對它的研究,一直也都沒有停過。

在2011年,我國的苟利軍研究員,曾對天鵝座x1黑洞進行了首次的精確測量,那次的測量表明,

天鵝座X1黑洞的質量,大約為太陽的14.8倍,距離約為6067光年,其自轉的速度大約是光速的72%

!而在2021年2月19日,就是我們前面提到的那個新研究。

來自澳大利亞柯廷大學的米勒-瓊斯教授所領導的團隊,利用美國的甚長基線干涉陣列(VLBA)望遠鏡,透過三角視差法對天鵝座X1的距離又重新進行了測量。

7200光年外:一個比太陽大21倍的黑洞,竟以95%光速自轉

三角視差法測量

新的測量結果顯示,天鵝座x1的距離比之前測算的要遙遠,其

距離被限定在了約7240光年,質量也比之前重了約50%,是為21倍太陽質量。

根據這個質量,研究人員也推測出,天鵝座X1黑洞的前身恆星,應該是在太陽的60倍左右,形成時間,大概是在數萬年前的一場超新星爆發!

而在這次研究中,我國科學院的研究員苟利軍和他的團隊,也對黑洞的自轉進行了重新的測算,新的測算結果表明,

天鵝座X1黑洞的自轉,已經達到了驚人的95%光速

,這是非常恐怖的數值 。

所以透過這次的研究,我們不僅知道黑洞具有恐怖的引力,它還可以具有接近光速的自轉。而黑洞和光速是,在我們的認知中是現宇宙最極端的兩個現象,所以當這兩個極端的現象加到一起時,不知道它周圍的時空會產生怎樣的景象!

好了,那本期就到這裡了,我是騰寶,一個熱愛天文的科普創作者,還希望大家多多關注與支援,我們下期再見,謝謝大家!

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